不銹鋼焊接工藝方法主要有以下幾種:藥皮焊條電弧焊接、埋弧焊接、氣體保護電弧焊接(TIG焊接,MIG焊接)、二氧化碳氣體保護電弧焊接(MAG焊接)、等離子焊接、電子束焊接、電阻焊接、激光焊接、釬焊等。


1. 藥皮焊(han)條(tiao)電弧焊(han)接


藥皮(pi)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)接,是在母(mu)材和焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)之間,使其(qi)產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)進行焊(han)(han)(han)(han)接的方(fang)法。焊(han)(han)(han)(han)接時,借助焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)藥皮(pi)產(chan)生(sheng)的氣(qi)(qi)體和熔渣,把(ba)焊(han)(han)(han)(han)接熔池(chi)與大氣(qi)(qi)隔離。因其(qi)適應性強,而(er)被廣泛采用。使用交流(liu)(liu)(liu)(AC)或直流(liu)(liu)(liu)(DC)電(dian)(dian)(dian)源,但廣泛普及使用的是交流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)接機。電(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)通電(dian)(dian)(dian)產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu),電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)分(fen)為(wei)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)芯、電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)流(liu)(liu)(liu)、電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)焰三部(bu)分(fen)。因為(wei)在其(qi)周圍(wei)形成保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu),使電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)穩定燃燒。焊(han)(han)(han)(han)接時,盡量保(bao)持短弧(hu)(hu),以免發生(sheng)保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)不穩定的現象。要防止空氣(qi)(qi)中(zhong)的氧(yang)(yang)及氮侵(qin)人(ren)。藥皮(pi)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)接法如圖(tu)6-4所示。藥皮(pi)當中(zhong)含有氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)、碳(tan)酸鹽(yan)、硅酸鹽(yan)、氟(fu)化(hua)物(wu)、有機物(wu)和合金劑等。不銹鋼藥皮(pi)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)在JIS Z3221 中(zhong)有所規定。


圖 4.jpg


2. 埋弧焊接


以焊(han)(han)(han)絲作為電(dian)(dian)極,電(dian)(dian)極與母材之(zhi)間產(chan)生電(dian)(dian)弧(hu)并不斷地送(song)敷(fu)焊(han)(han)(han)藥(yao)(yao)而連續進行焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)方法,稱之(zhi)為埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。這種焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法因(yin)其電(dian)(dian)弧(hu)肉眼看不到(dao)而獲此名稱。焊(han)(han)(han)藥(yao)(yao)依靠電(dian)(dian)弧(hu)熱量(liang)成(cheng)熔融焊(han)(han)(han)藥(yao)(yao)和熔渣,后者將熔融金屬(shu)與大(da)氣(qi)隔離開來(lai)。使(shi)用大(da)電(dian)(dian)流(liu)可(ke)以高效(xiao)率(lv)地進行焊(han)(han)(han)接(jie)(jie),一(yi)般是用于中厚板(ban)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie),有時亦可(ke)用于薄板(ban)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。因(yin)為焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)過程中大(da)約損失15%的(de)鉻(ge),應當在焊(han)(han)(han)絲和焊(han)(han)(han)藥(yao)(yao)中,設法補充(chong)鉻(ge)的(de)成(cheng)分。埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)原(yuan)理(li)圖(tu)(tu)如圖(tu)(tu)6-5所(suo)示(shi)。


圖 5.jpg



3. 氣(qi)體保護(hu)電(dian)弧焊接(jie)(jie)(TIG焊接(jie)(jie),MIG焊接(jie)(jie))


TIG焊接(jie)(jie)是用(yong)(yong)鎢(wu)(wu)(wu)(W)電(dian)(dian)極與母(mu)材之間產(chan)生電(dian)(dian)弧,用(yong)(yong)氬(Ar)氣或氦(hai)(He)氣將電(dian)(dian)弧與空氣隔離開(kai)來,電(dian)(dian)弧將焊絲熔化(hua)完(wan)成焊接(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)方法。焊槍采(cai)用(yong)(yong)水冷卻方式和空氣冷卻方式,鎢(wu)(wu)(wu)電(dian)(dian)極的(de)(de)(de)(de)尺寸大(da)小(xiao)根(gen)據電(dian)(dian)流(liu)和板厚來選(xuan)定。焊接(jie)(jie)機(電(dian)(dian)焊機)采(cai)用(yong)(yong)交(jiao)流(liu)(AC)或直(zhi)流(liu)(DC)都可以。一般情況下(xia),不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)(jie),以直(zhi)流(liu)(DC)占(zhan)多數。選(xuan)用(yong)(yong)直(zhi)流(liu)時,鎢(wu)(wu)(wu)電(dian)(dian)極的(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗量少(shao)。以提(ti)高(gao)焊接(jie)(jie)效率為目的(de)(de)(de)(de),要(yao)將焊絲連接(jie)(jie)到負極上,如(ru)圖6-6所示(shi)。如(ru)果選(xuan)用(yong)(yong)交(jiao)流(liu),因鎢(wu)(wu)(wu)電(dian)(dian)極消(xiao)耗量大(da)而不適合于不銹(xiu)鋼焊接(jie)(jie)。


圖 6.jpg


 MIG焊(han)接是用(yong)氬(Ar)或氦(He)氣(qi)將電(dian)弧與(yu)空(kong)氣(qi)隔離開來(lai),同時在焊(han)絲和(he)(he)母材之間產(chan)生電(dian)弧的焊(han)接方法。與(yu)TIG焊(han)接比較起來(lai),因為它可(ke)使用(yong)大(da)電(dian)流,焊(han)槍要(yao)采(cai)(cai)用(yong)水(shui)冷卻(que)方式,焊(han)絲直徑(jing)一般的采(cai)(cai)用(yong)1.2mm,1.6mm,2.0mm等(deng),生產(chan)效率高(gao)。MIG焊(han)接電(dian)焊(han)機(ji)要(yao)選用(yong)直流(DC)的,和(he)(he)TIG焊(han)接相反(fan),要(yao)將焊(han)絲接到正極(ji)(圖6-5)。


 TIG焊(han)接和(he)MIG焊(han)接都能在焊(han)接部(bu)分(fen)得到高質量的焊(han)接接頭(tou),它容易(yi)實現(xian)自動(dong)化操作,因(yin)此廣泛地應用在汽(qi)車制(zhi)造行業(ye)(ye)和(he)電機制(zhi)造行業(ye)(ye)。


4. 二氧化碳氣體保護電(dian)弧(hu)焊(han)接(MAG焊(han)接)


 對于使用二氧化碳氣體將空氣隔離,同時以藥芯焊絲(圖6-7)作為電極,在與母材之間產生電弧的焊接方法,如果將二氧化碳氣體改換成氬(Ar)和二氧化碳(CO2)混合的MAG氣體而進行焊接的方法稱為MAG 焊接(金屬極活性氣體保護電弧焊)。焊絲直徑大多數是采用1.2mm或1.6mm.其斷面形狀有斂縫形式及無縫形式。


圖 7.jpg


5. 等(deng)離(li)子焊(han)接(jie)


等離(li)子(zi)(zi)焊(han)(han)接(jie)是在母(mu)材和鎢電(dian)極之(zhi)間產生電(dian)弧,利用(yong)氣(qi)體(ti)冷(leng)卻將電(dian)弧拉(la)細,使(shi)(shi)(shi)在高溫離(li)子(zi)(zi)化的(de)條(tiao)件下進行焊(han)(han)接(jie)的(de)方法。惰性氣(qi)體(ti)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong):一是離(li)子(zi)(zi)化;二是起(qi)保(bao)護作(zuo)(zuo)用(yong)。這就是和TIG焊(han)(han)接(jie)的(de)不同之(zhi)處。等離(li)子(zi)(zi)焊(han)(han)接(jie)可(ke)(ke)以(yi)進行熔融度較(jiao)(jiao)深的(de)焊(han)(han)接(jie),焊(han)(han)道寬度比(bi)較(jiao)(jiao)狹(xia)窄,熱(re)影響很小,因此適合于不銹鋼的(de)焊(han)(han)接(jie)。因為可(ke)(ke)以(yi)使(shi)(shi)(shi)小電(dian)流集中(zhong),使(shi)(shi)(shi)電(dian)弧易于控制,所以(yi)它亦適用(yong)于TIG焊(han)(han)接(jie)不可(ke)(ke)能(neng)的(de)超薄板焊(han)(han)接(jie)。



6. 電子(zi)束焊接


電(dian)子(zi)(zi)(zi)束焊接(jie)(jie)是在(zai)高(gao)真空(kong)中,使用(yong)電(dian)子(zi)(zi)(zi)束發(fa)射槍將(jiang)高(gao)速(su)的(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)束射向母(mu)材,利用(yong)其(qi)(qi)沖擊熱而進(jin)行的(de)焊接(jie)(jie)方法(fa)。因為它是在(zai)高(gao)真空(kong)中進(jin)行操(cao)作(zuo),所(suo)以(yi)即便是和大氣容易起反(fan)應的(de)材料,也可以(yi)簡單地(di)(di)進(jin)行焊接(jie)(jie)。由于電(dian)子(zi)(zi)(zi)束的(de)磁透鏡作(zuo)用(yong)可以(yi)將(jiang)其(qi)(qi)拉細,使其(qi)(qi)能量(liang)集中,所(suo)以(yi)就可以(yi)對(dui)高(gao)熔(rong)點材料以(yi)及熔(rong)融較深(shen)的(de)部位進(jin)行焊接(jie)(jie)。電(dian)子(zi)(zi)(zi)束焊接(jie)(jie)由于可以(yi)實現電(dian)子(zi)(zi)(zi)束輸出能量(liang)的(de)準(zhun)確(que)控制,所(suo)以(yi),廣泛地(di)(di)應用(yong)在(zai)精密零件焊接(jie)(jie)。



7. 電阻(zu)焊接


  a. 晶間腐(fu)蝕-沿晶界產生的局部腐蝕。在焊接的熱影響區,高溫下鉻的碳化物(Cr23C6)會在結晶粒界上析出,導致其近旁“貧鉻”的部位產生選擇性的腐蝕。


  b. 應力腐蝕(shi)斷裂(lie)-奧氏體系列不銹鋼其焊接部分的殘余應力,在特定的腐蝕條件基礎上,有產生應力腐蝕裂紋(SCC)的現象。


  c. 焊接(jie)(jie)缺陷與腐蝕(shi)-必須注(zhu)意因(yin)為氣(qi)孔、咬邊等輝接(jie)(jie)缺陷會造成孔腐蝕(shi)及縫間隙腐蝕(shi)。


 d. 惰性氣(qi)體保護(hu)-因為氧化皮(pi)是造(zao)成焊接部位腐蝕的原因之一,所以(yi)在(zai)焊接過程中(zhong)使用氬等(deng)惰性氣(qi)體使之與空氣(qi)隔離。


圖 8.jpg


  利(li)用材料(liao)的(de)電(dian)阻(zu)(zu)作用,使電(dian)能轉換(huan)成熱(re)能的(de)焊(han)接(jie)(jie)方(fang)法稱為電(dian)阻(zu)(zu)焊(han)接(jie)(jie)。電(dian)阻(zu)(zu)焊(han)接(jie)(jie)中有點(dian)焊(han)、縫焊(han)(滾焊(han))、凸(tu)焊(han)和對焊(han)等(deng)方(fang)法。因(yin)為焊(han)接(jie)(jie)時需要大電(dian)流,所以(yi)焊(han)接(jie)(jie)比(bi)較薄的(de)板(ban)材、管(guan)材及(ji)圓鋼(gang)等(deng)可采用這(zhe)種方(fang)法。由(you)于(yu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)比(bi)普通鋼(gang)電(dian)阻(zu)(zu)大電(dian)阻(zu)(zu)焊(han)接(jie)(jie)容易進行。因(yin)為馬氏體系(xi)列,鐵素體系(xi)列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)自(zi)硬性,焊(han)接(jie)(jie)的(de)溫度可能造(zao)成脆(cui)化,為此,有必要注意對材料(liao)及(ji)焊(han)接(jie)(jie)條件的(de)選擇(圖6-8)。



8.  激光焊接


以(yi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)作為(wei)(wei)(wei)(wei)熱源,形成(cheng)聚光(guang)(guang)狀態下對材料進行照(zhao)射,使(shi)其局部熔融后凝固,由此接合而成(cheng)焊接接頭的方(fang)法,稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)(wei)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊接。作為(wei)(wei)(wei)(wei)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)振(zhen)蕩器,以(yi)二氧化碳(tan)使(shi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)振(zhen)蕩等稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)(wei)二氧化碳(tan)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang),YAG(釔鋁(lv)柘榴石)的棒狀結晶使(shi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)振(zhen)蕩稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)(wei)YAG激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)。焊接時,為(wei)(wei)(wei)(wei)了防止氧化,使(shi)用氬或氮(dan)等作為(wei)(wei)(wei)(wei)保(bao)護氣體覆蓋焊接金屬(shu)熔池,對電弧與空氣進行隔(ge)離。


9. 釬焊


使用比(bi)接合(he)母材金(jin)屬熔(rong)(rong)(rong)融(rong)點低的(de)(de)金(jin)屬或者(zhe)是將(jiang)這些合(he)金(jin)作(zuo)為熔(rong)(rong)(rong)融(rong)添(tian)加(jia)劑,不使母材金(jin)屬熔(rong)(rong)(rong)化(hua)而進行接合(he)的(de)(de)方法稱(cheng)為釬(han)焊(han)(han)。添(tian)加(jia)的(de)(de)金(jin)屬稱(cheng)為釬(han)料,熔(rong)(rong)(rong)融(rong)溫度在450℃以上的(de)(de)稱(cheng)為“硬釬(han)焊(han)(han)”,450℃以下的(de)(de)稱(cheng)為“軟釬(han)焊(han)(han)”。有(you)時采(cai)用“銀(yin)釬(han)焊(han)(han)”以及“錫釬(han)焊(han)(han)”等等。如果(guo)要求具備耐腐蝕(shi)性(xing)時,則需(xu)具有(you)鎳(Ni)成(cheng)分(fen)的(de)(de)“銀(yin)釬(han)焊(han)(han)”,如果(guo)要求具備耐熱性(xing)時,則以Ni-Cr系列(lie),銅(tong)系列(lie),銀(yin)錳系列(lie)的(de)(de)釬(han)料為適宜。釬(han)焊(han)(han)方法分(fen)為火(huo)焰(yan)式釬(han)焊(han)(han)、感應加(jia)熱釬(han)焊(han)(han)、電阻(zu)加(jia)熱釬(han)焊(han)(han)以及爐中加(jia)熱釬(han)焊(han)(han)等。